同軌雙過跨車智能調度系統研發

周志棟 李志亮

摘? 要：隨著智慧物流、智能倉儲等技術在鋼鐵企業的日漸興起，為適應鋼鐵企業生產庫區多跨區、多吊位、多出口需求，研發了同軌雙過跨車智能調度系統。實現了鋼卷在多個跨區間高效轉移，提高了鋼卷過跨的運力。消除了兩部過跨車由不同跨區的操作人員人工調度控制，打電話溝通的弊端。更好的發揮過跨車自動控制技術的優異性，實現更加智能的過跨車調度，滿足多跨區多任務作業要求，實現多跨區雙過跨車的高效、穩定、無沖突自動運行。

關鍵詞：過跨車;智能調度;智慧倉儲

中圖分類號：TP301? ?文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）09-0000-00

0 引言

目前，鋼鐵企業新建熱軋卷庫向著多跨區、多吊位、多出口方向發展，為了實現鋼卷在多個跨區間轉移，往往會在同一個軌道上布置兩部過跨車，以提高鋼卷過跨的運力。以往兩部過跨車都是由不同跨區的操作人員人工調度控制，方式多為打電話溝通。伴隨著智慧物流、智能倉儲等技術在鋼鐵企業內的日漸興起，過跨車紛紛由手動控制升級為自動控制，人工調度控制顯然已經不能滿足作業要求。

為了更好的發揮過跨車自動控制技術的優異性，亟需開發一種同軌雙過跨車控制系統，實現更加智能的過跨車調度，滿足多跨區多任務作業要求，實現多跨區雙過跨車的高效、穩定、無沖突自動運行。

1 系統構成

該系統包括庫區二級系統、過跨車PLC系統、一號過跨車傳動系統、二號過跨車傳動系統和現場傳感器。過跨車PLC采用西門子S7 300 CPU和ET200M遠程站。二級和一級之間通過工業以太網TCP/IP協議交換信息。過跨車PLC通過自主研發的無線通訊系統實現與兩套過跨車傳動系統的通訊。

2 系統設計

2.1 數據庫建立

通過分析系統產生的各項數據和功能結構，將數據庫內數據存儲單元分為基礎定義表、基礎數據設置表、運行數據臨時存儲表、鋼卷數據表、統計數據表、通訊接口表等。

其中基礎定義表內定義過跨車名稱、標識，庫房名稱及相關的各種物流設備定義、標識定義等。

基礎數據設置表內定義庫區X軸和Y軸的長寬數據，過跨車HOME位置數據，軌道長度，軌道起始位置，過跨車速度等。

運行數據臨時存儲表內定義過跨車實時位置，過跨車當前工作狀態，過跨車當前作業模式等。

鋼卷數據表內定義運輸的鋼卷信息，包括：鋼卷號、寬度、外徑、內徑、厚度、重量等。

統計數據表內定義各個班次作業的數據統計，每部過跨車的作業統計等。

通訊接口表內定義與過跨車相關的其它設備接口數據。

2.2 設備狀態和各數據信息自動采集

系統能夠自動采集位置傳感器、過跨車運動傳動設備、過跨車系統工業以太網、過跨車系統總線網絡、過跨車動作及反饋傳感器、過跨車用電反饋、停止限位開關等具體設備的當前狀態信息，并能夠允許操作工對過跨車傳感器進行標定操作。

2.3 實時通信功能

系統通過無線以太網分別與成品庫內行車設備、庫管系統進行數據交換。可以實時跟蹤成品卷在庫區內的定位、狀態和鋼卷信息;協調過跨車與過跨車之間的鋼卷交接工作。

2.4 自動調度功能

系統通過采集傳感器信息和庫管信息，可以自動調度兩部過跨車協調運行，避免作業指令沖突，為每一部過跨車下發合理、準確、唯一的作業指令，縮短同軌雙過跨車相互避讓的停待時間，同時降低同軌雙過跨車出現沖突急停的概率。自動調度的流程如圖1所示。

2.5 人機界面（HMI）

成品庫共有2部過跨車，分布在6個跨區里，為了便于操作人員監控，將2部過跨車過跨車放在一個頁面中。

系統整個頁面由數據顯示、圖像顯示和數據操作三部分組成，主界面如圖2所示。主界面總體分為上下兩部分，上部分由左至右依次是兩部過跨車的數據顯示和數據操作，下部分是兩部過跨車在庫區內的圖像顯示。

數據顯示包括過跨車狀態信息工單狀態信息、鋼卷號、作業類型、收卷位置、送卷位置、鋼卷具體信息、過跨車位置等。其中過跨車狀態和工單狀態通過無線以太網傳輸給庫區管理系統，卷號、作業類型、收卷位置和送卷位置則由庫區管理系統下發;過跨車狀態報警顯示區域顯示當前過跨車的設備狀態和報警情況，當設備正常運行、工單狀態正常、通訊狀態正常時，顯示藍色背景的“正常”字體，當系統有異常，顯示黃色背景，同時顯示報警代碼。

圖像顯示包括過跨車當前位置、跨車當前運動狀態、跨車當前重載狀態、停止限位開關狀態。

數據操作包括測距傳感器標定、過跨車移動控制、工單狀態修正、過跨車模式選擇、過跨車暫停及解除、過跨車緊急停車及解除、天車鎖定請求及解鎖請求。其中單擊等待位按鈕，1#過跨車回到最左側位置，2#過跨車回到最右側位置;在文本框中輸入位置數值（單位mm），然后單擊目標位按鈕，對應的過跨車會自動移動到相應位置;當在過跨車自動運行的過程中，如果產生錯誤的工單狀態，可以點擊相應的按鈕，實現送卷完成狀態修正或收卷完成狀態修正，防止出現自動運行邏輯混亂。

3 結論

該系統基于Oracle數據庫，使用高級匯編語言實現硬件設備面向用戶的開放式人機接口的功能轉化。通過實時的數據采集，能夠及時、準確、動態的反饋現場實際設備的當前狀態，并能夠允許操作工對過跨車傳感器進行標定操作，能夠高效接收庫管系統信息，實現給過跨車下發合理準確的、唯一的作業指令，縮短雙過跨車相互避讓的停待時間，同時降低雙過跨車出現沖突急停的概率，從而大大提高同軌雙過跨車的有效作業率。根據庫區管理要求自動調度同一個軌道上布置的兩部過跨車進行自動作業，滿足多跨區多任務作業要求，實現多跨區雙過跨車的高效、穩定、無沖突運行，實時反饋自動運行的過跨車狀態。有效解決了同軌雙過跨車自動控制的問題，提高了同軌雙過跨車工作效率，減少了現在操作人員，減少了事故安全隱患。

收稿日期：2020-07-19

作者簡介：周志棟（1965—），男，河北唐山人，碩士研究生，正高級工程師，研究方向：自動化和智能化系統研發。

通訊作者：李志亮（1982—），男，河北唐山人，本科，高級工程師，研究方向：自動化和智能化系統研發。